EXHAUST CASING HUB HAVING STRESS DISTRIBUTION RIBS

MOYEU DE CARTER D'ECHAPPEMENT COMPORTANT DES NERVURES DE REPARTITION DE CONTRAINTES

English Abstract

An exhaust casing hub including a hub center (6) an upstream flange (8) and a downstream flange (10) arranged on each side of the hub center. Each flange ends in a flange (12). A plurality of cuffs (14) is arranged around the hub center (6) forming a tangential angle of 10.degree to 80.degree and ideally between 15.degree and 75.degree, in a radial direction. At least one rib is formed at the base of each cuff (14) below a critical stress area (26) in the cuff. The rib is linked to the downstream flange by a downstream end and to the upstream flange by an upstream end.

French Abstract

Un moyeu de carter d'échappement comprend
un centre de moyeu (6), un flasque amont (8) et un
flasque aval (10) disposés de part et d'autre du centre
de moyeu. Chaque flasque se termine par une bride (12).
Une pluralité de manchettes (14) est disposée sur le
centre de moyeu (6) formant un angle de la tangente
vers la direction radiale de 10° à 80° et de préférence
de 15° à 75°. Au moins une nervure est formée à la base
de chaque manchette (14) en dessous d'une zone de
contrainte critique (26) dans la manchette. La nervure
est raccordée au flasque aval par une extrémité aval et
au flasque amont par une extrémité amont.

Claims

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REVENDICATIONS
1. Moyeu équipé de carter d'échappement
comprenant un moyeu, un flasque amont et un flasque aval
disposés de part et d'autre du moyeu, et une pluralité de
manchettes disposée sur le moyeu en formant un angle
compris entre la tangente et la direction radiale, dans
lequel au moins une nervure est formée à la base de
chaque manchette en dessous d'une zone de contrainte
critique dans la manchette, ladite nervure étant
raccordée au flasque aval à une extrémité aval et au
flasque amont à une extrémité amont.
2. Moyeu équipé selon la revendication 1,
comportant une nervure amont raccordée au flasque amont
et une nervure aval raccordée au flasque aval.
3. Moyeu équipé selon l'une quelconque des
revendications 1 et 2, dans lequel la longueur des
manchettes varie de manière à affleurer du flasque amont
ou aval à une longueur permettant la liaison directe du
moyeu équipé avec une variole sans bras ajouté.
4. Moyeu équipé selon l'une quelconque des
revendications 1 à 3, dans lequel chaque manchette
disposée sur le moyeu forme un angle compris entre la
tangente vers la direction radiale de 10° à 80°.
5. Moyeu équipé selon l'une quelconque des
revendications 1 à 3, dans lequel chaque manchette
disposée sur le moyeu forme un angle compris entre la
tangente vers la direction radiale de 15° à 75°.

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6. Carter d'échappement comprenant un moyeu
équipé comportant une pluralité de manchettes et une
virole entourant le moyeu, des bras formant un angle de
la tangente vers la direction radiale de 10° à 80° étant
soudés entre la virole et chaque manchette, dans lequel
le moyeu est conforme à l'une quelconque des
revendications 1 à 5.
7. Carter d'échappement selon la revendication 6,
lesdits bras formant un angle de la tangente vers la
direction radiale de 15° à 75°.
8. Dans une turbine, un carter d'échappement
selon l'une quelconque des revendications 6 et 7.

Description

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MOYEU DE CARTER D'ECHAPPEMENT COMPORTANT DES NERVURES
DE REPARTITION DE CONTRAINTES
DESCRIPTION
DOMAINE TECHNIQUE

L'invention concerne un moyeu équipé de
carter d'échappement comprenant un moyeu, un flasque
amont et un flasque aval disposés de part et d'autre du
moyeu, chaque flasque se terminant par une bride, et
une pluralité de manchettes disposées sur le moyeu en
formant un angle compris entre la tangente et la
direction radiale.
Les turboréacteurs d'aviation comprennent
un carter d'échappement situé en aval de la turbine
basse pression. Ce carter a pour fonction de suspendre
le moteur sous l'aile, de faire passer les tubes de
servitude, de reprendre les efforts en cas de perte
d'aube.
Le carter d'échappement est fréquemment une
pièce mécano-soudée constituée d'un moyeu comportant
des manchettes disposées sensiblement radialement et de
bras soudés aux manchettes. Des pièces sont soudées aux
extrémités des bras pour former une virole extérieure.
Le document US 2005/026 847 décrit un carter
d'échappement de ce type.
Les carters actuellement connus ont
toutefois une durée de vie limitée en raison de
concentrations de contraintes dans les manchettes du
moyeu. Ces contraintes atteignent 75 Hbar de telle
sorte que la durée de vie du carter d'échappement est
limité à 6000 à 10000 cycles. Pour ne pas avoir à


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changer les carters à ces durées de vie, un plan
d'inspection est mis en place. Cette mesure est
coûteuse pour les compagnies aériennes car cela les
oblige à intervenir sous l'aile de l'avion et à
immobiliser ce dernier.
La présente invention a pour objet un moyeu
de carter d'échappement et un carter d'échappement qui
remédient à ces inconvénients en permettant, notamment,
d'augmenter la durée de vie des carters d'échappement.

Ces buts sont atteints conformément à
l'invention, par l'ajout d'au moins une nervure formée
à la base de chaque manchette en dessous de la zone de
contraintes critiques dans la manchette, ladite nervure
étant raccordée au flasque aval à une extrémité aval et
au flasque amont à une extrémité amont.
Dans une variante de réalisation le moyeu
de carter comprend une seule nervure. Dans une autre
variante de réalisation le moyeu comporte une nervure
amont raccordée au flasque amont et une nervure aval
raccordée au flasque aval.

Selon une autre réalisation le moyeu équipé
de l'invention est tel que la longueur des manchettes
varie de manière à affleurer du flasque amont ou aval
le plus grand à une longueur permettant la liaison
directe du moyeu équipé avec la virole sans bras
ajouté.

L'invention concerne également un carter
d'échappement comprenant un moyeu équipé comportant une
pluralité de manchettes formant un angle de la tangente

vers la direction radiale de 10 à 80 et de préférence
de 15 à 75 . Le carter d'échappement comprend


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également une virole entourant le moyeu, et des bras
soudés entre la virole et chaque manchette. Le moyeu
est conforme à la présente invention.
D'autre part, l'invention concerne une
turbine qui comprend un carter d'échappement conforme à
la présente invention.

Enfin, selon un autre aspect, l'invention
concerne une turbomachine qui comprend un carter
d'échappement conforme à la présente invention.
D'autres caractéristiques et avantages de
la présente invention apparaîtront encore à la lecture
de la description qui suit d'exemples de réalisation
donné à titre illustratif en référence aux figures
annexées. Sur ces figures :

- la figure 1 est une vue en perspective
d'un carter d'échappement conforme à la présente
invention ;

- les figures 2 et 3 sont respectivement
une vue de dessus et une vue de côté d'un moyeu de
carter d'échappement conforme à la présente invention ;

- la figure 4 est une vue de face d'une
variante de réalisation de l'invention.

Sur la figure 1 la référence générale 2
désigne un carter d'échappement conforme à la présente
invention. Ce carter d'échappement comprend un moyeu

désigné par la référence 4. Le moyeu 4 comprend un
centre de moyeu 6 et, de part et d'autre de ce centre
de moyeu 6, un flasque amont 8 et un flasque aval 10 se
terminant par une bride 12. Des manchettes 14 sont

formées sur le centre de moyeu 6. Dans l'exemple de
réalisation représenté, ces manchettes sont au nombre


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de seize. Le moyeu 4 est une pièce de fonderie. Un bras
16 est soudé à l'extrémité de chacune des manchettes
14. Il y a donc seize bras dans l'exemple de
réalisation représenté. Des pièces circulaires 18 en
nombre égal au nombre de bras sont soudées aux
extrémités des bras 16 de manière à former une virole
circulaire qui complète le carter d'échappement.
On a représenté sur les figures 2 et 3
respectivement une vue de dessus et une vue de côté
d'une nervure 20 formée dans le moyeu du carter
d'échappement représenté sur la figure 1. La nervure 20
s'étend du flasque amont 8 au flasque aval 10. Elle
raccordée au flasque amont 8 et au flasque aval 10 par
des arrondis 22. De la même manière elle est raccordée

aux bras 14 par un arrondis 24. Selon sa hauteur, cette
nervure est placée sensiblement en dessous du point de
contraintes maximale 26. Des calculs ont permis de
constater qu'avec cette nervure les contraintes sont
très bien réparties. La contrainte maximale tombe à 26

Hbar ce qui permet d'envisager une durée de vie
supérieure à 50000 cycles, ce qui est supérieur à la
valeur haute couramment retenue.
On a représenté sur la figure 4 une vue de
face d'une nervure double faisant partie d'un carter
d'échappement conforme à la présente invention.

La référence 30 désigne une nervure amont
raccordée au flasque amont 8 par un rayon de
raccordement 32. La référence 34 désigne une nervure
aval raccordée au flasque aval 10 par un rayon de

raccordement 36. De même, la nervure amont 30 se
raccorde à la manchette 14 par un rayon de raccordement


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38 tandis que la nervure avale 34 se raccorde à la
manchette 14 par un rayon de raccordement 40. Selon
leur hauteur, les nervures 30 et 34 sont situées en
dessous d'une zone 26 de contraintes critiques dans la
5 manchette 14.
Des mesures ont permis de constater qu'avec
ces deux nervures les contraintes sont également très
bien réparties. La contrainte maximale tombe à 31,5
Hbar, ce qui permet d'envisager une durée de vie

supérieure à 36 000 cycles, ce qui est supérieur à la
valeur haute couramment retenue.

Representative Drawing